Выиграть ее очень просто — достаточно набрать команду, построить космический аппaрат, зафрахтовать ракету-носитель, совершить посадку на Луне… и получить крупную денежную премию

Если ваша команда не успела подружиться с каким-нибудь университетом или компанией, у кого уже отложен про запас не очень нужный луноход (как, к примеру, в Университете Карнеги-Меллон), готовьтесь к тому, что делать эту тележку придется своими руками.
Спускаемый модуль — это самые большие хлопоты В 2007 году инженеры из фирмы Armadillo Aerospace участвовали в конкурсе на лучший космический спускаемый модуль. Их аппарат, работающий на этиловом спирте с жидким кислородом в качестве окислителя, совершил несколько успешных испытательных полетов, однако приз так и не получил. Других команд, которые бы выставили на состязания способный к полету аппарат, так и не нашлось.
Связь на халяву Владельцы антенной решетки телескопа Allen Telescope Array (он используется для поиска сигналов от внеземных цивилизаций) предлагают участникам состязаний бесплатно в течение нескольких дней пользоваться их оборудованием для приема радиопередач с Луны.
Арендованная ракета Athena II, построенная компанией Lockheed, — это единственная на сегодня ракета, которую уже использовали для доставки грузов на Луну. Если захотите воспользоваться, это обойдется в $25 млн — чуть больше, чем вся призовая сумма.
Луноход, построенный на заказ Если ваша команда не успела подружиться с каким-нибудь университетом или компанией, у кого уже отложен про запас не очень нужный луноход (как, к примеру, в Университете Карнеги-Меллон), готовьтесь к тому, что делать эту тележку придется своими руками.
Для полета на Луну нельзя указать какой-то один идеальный маршрут. Выбирая оптимальное решение, нужно на одну чашу весов класть вопросы времени, а на другую — экономию в весе и в расходе горючего
К сведению участников состязаний

2012 год, 400 000 километров от Земли. Маленький космический кораблик приближается к Луне и идет на посадку. Это первый рукотворный объект, достигший лунной поверхности за последние 32 года. На борту космического корабля не логотип NASA и не символика какого-нибудь другого государственного космического агентства. Когда из чрева посадочного модуля выкатится маленький луноход, его камеры зафиксируют и пошлют на Землю всем знакомый многокрасочный логотип Google. На все это мероприятие не затрачено ни одного доллара общественных денег, не было подписано ни одной бумажки в государственных канцеляриях.

Такую картину представляют себе организаторы состязаний Google Lunar X-Prize, выставившие двадцатимиллионный приз той команде, которая, опираясь только на частный капитал, успеет до 31 декабря 2012 года выкатить на лунную поверхность свой луноход. Чтобы получить приз, мало будет просто достичь Луны, не разбившись о ее поверхность. Требуется еще проехать по лунной поверхности как минимум 500 м и отослать на Землю «информационный пакет» с фотографиями высокого разрешения, видеороликом и текстовым сообщением.

Генеральная задача устроителей этого состязания — подтолкнуть к участию в освоении космоса как частных предпринимателей, так и изобретателей. И пусть вас не смущают жесткие сроки, заявленные устроителями гонок, — если никто не завоюет победу до 2012 года, то для опоздавших остается приз в $15 млн, и его будут хранить аж до 2014 года.

Устроители гонок на X-Prize повторяют те мероприятия, к которым обращались еще в золотой век авиации, для того чтобы подстегнуть технический прогресс и подогреть общественный энтузиазм. Чарльз Линдберг в 1927 году перелетел из Нью-Йорка в Париж не просто так, а в борьбе за приз в $25 000, назначенный в 1919 году гостиничным магнатом Раймондом Ортегой. В 1996 году фонд X-Prize пообещал $10 млн любому, кто сможет построить космический корабль многоразового использования. Благодаря этому авиаконструктор Берт Рутан при поддержке миллиардера Пола Аллена отважился построить аппарат SpaceShipOne. В 2004 году этот корабль за две недели совершил два суборбитальных полета с коммерческими пассажирами (точнее, их имитацией) на борту.

Предполагается, что последний, «лунный» забег в гонках X-Prize должен развернуть инициативу участников в сторону таких инноваций, которые не будут сильно бить по карману. Сейчас, когда пишется эта статья, на участие в состязаниях зарегистрировались уже десять команд. «Раньше для того, чтобы слетать на Луну, требовались усилия всей нации, — говорит Питер Диамандис, генеральный директор фонда X-Prize. — Теперь мы бросаем вызов частным группам — пусть попробуют сделать то же самое, но в сто раз дешевле».

Чековая книжка

Каким бы скупердяем ни был финансовый руководитель вашего проекта, для того чтобы победить, вам наверняка потребуется больше денег, чем заявлено в призовом фонде. По предварительным оценкам, команды, участвующие в гонках на X-Prize, закладываются на финансирование в масштабах от $20 млн до $100 млн. Поскольку такие щедрые миллиардеры, как, скажем, Аллен, на дороге не валяются, придется напрячь фантазию и поискать альтернативные источники. Это может быть корпоративное спонсорство или даже плата за доставку какого-нибудь драгоценного, пусть даже и сомнительного, груза. «Если вы рядом с посадочной площадкой корабля Apollo 11 аккуратно опустите на Луну один килограмм праха из крематория, вам заплатят $5 млн», — говорит Рэд Уиттэкер, руководитель команды Astrobotic, серьезный участник, заручившийся поддержкой компании Raytheon и Университета Карнеги-Меллон. Команда Odyssey Moon (еще до объявления гонок на X-Prize у нее был коммерческий план, связанный с полетами на Луну и использованием лунохода) заявляет, что уже набралось несколько заказов на перевозки в ту сторону — общей стоимостью в $40 млн.

Другие способы наскрести денег — это продажа прав на телепередачи, выпуск игрушечных моделей, предоставление земным энтузиастам возможности порулить настоящим луноходом в режиме реального времени (пусть и с дистанционным управлением). Одна из команд предполагает, что тысячи землян пожелают с помощью их аппарата передать свои краткие сообщения на Луну.

Луноход, конечно, придется делать самим, зато почти все остальное — реактивные двигатели, телеметрическое оборудование, системы позиционирования — предлагается в широком выборе аэрокосмическими компаниями как в США, так и за рубежом. «Это будет не гонка на Луну — скорее следует ожидать гонки в Россию с целью посмотреть, что там у них есть на продажу из всяких полезных штучек», — говорит Боб Ричардс, исполнительный директор в команде Odyssey Moon (кстати, принадлежащая ему компания по производству разнообразных датчиков для космоса разработала первый коммерческий лазерный радар, который был отправлен в космос).

Большим преимуществом будет наличие в команде одного-двух ветеранов; так, один из трех партнеров команды Astrobotic — компания Raytheon Missile Systems, уж они-то смогут перетянуть к себе опытных инженеров, которые раньше были задействованы в лунных программах NASA.

Информационный пакет

Смонтированные на луноходе блок питания, камеры и передатчики — это аппаратура, на которую завязан весь успех предприятия. От массы и объема этого груза будет зависеть конструкция вашего лунохода. Это, в свою очередь, предопределит компоновку посадочного модуля, а уж от него будет зависеть, какая вам потребуется ракета-носитель.

Не забывайте, что сейчас вывод коммерческих грузов на орбиту стоит около $12−15 тысяч за килограмм, так что лучше бы сразу понять, что вся полезная загрузка лунохода должна уложиться килограммов в пять, не больше. Новую камеру изобретать нет нужды. Парочка аппаратов RocketCam, которые выпускает компания Ecliptic Enterprises, будет весить килограмма полтора, а обойдется в сотню-другую тысяч, включая контроллер и провода. Если пожелаете аппаратуру экстра-класса (вас можно понять — ведь от ее работы будет зависеть вся двадцатимиллионная ставка), тогда подумайте о видеокамере за $5 млн от Malin Space Science Systems — это родная сестра той камеры, которая сейчас разрабатывается для марсианской космической лаборатории NASA.

Передача на Землю пакета объемом в 1 Гб — это гораздо более сложная задача. «Из готовой аппаратуры здесь ничего не подойдет», — говорит Рекс Риденур, бывший инженер NASA, когда-то готовивший экспедиции в глубокий космос, а сейчас один из основателей компании Ecliptic Enterprises.

Когда будете конструировать радиопередатчик, постарайтесь найти сбалансированное решение, примирив между собой энергетические ограничения, точность наводки, фокусировку луча и скорость передачи данных, необходимую для передачи всего пакета. Передатчику требуется 30−40 Вт энергии, и хорошо было бы получать ее от солнечных батарей, смонтированных на посадочном модуле или луноходе.

Когда слабенький сигнал вашего лунного передатчика достигнет Земли, задача принять его и расшифровать будет не очень-то тривиальной. Первым делом советуем рассмотреть недавнее предложение, сделанное фонду X-Prize от лица SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence Institute) — организации, которая занимается поиском внеземных цивилизаций. Этот институт предложил воспользоваться его недавно запущенной в эксплуатацию антенной решеткой телескопа Аллена (Allen Telescope Array, ATA), сканирующей Вселенную в поисках радиосигналов от разумных внеземных существ. В прошлом октябре начали работать первые 42 тарелки из планируемых 350.

С другой стороны, АТА может только принимать сигналы из космоса. Для того чтобы передавать команды на луноход, вам придется воспользоваться приемопередающей антенной решеткой, которая принадлежит службе Universal Space Network. Всего за пару сотен тысяч долларов эта компания сдаст вам в аренду свои тарелки и возьмется обрабатывать всю поступающую и отправляемую информацию.

Луноход

Задача выглядит простой, но это впечатление обманчиво. Нужно — всего-то! — построить самую маленькую и самую легкую тележку, которая проехала бы вместе с вашей радиоаппаратурой необходимые полкилометра по лунной местности. Хорошо бы сразу решить, что вам милее — луноход, отделяющийся от посадочного модуля, или некий агрегат, объединяющий в себе обе функции.

Послушаем Уиттэкера из команды Astrobotic — долгое время он был самым главным по луноходам во всем Университете Карнеги-Меллон, а недавно выиграл пентагоновский приз в $2 млн на организованных DARPA гонках Urban Challenge. Он представляет себе четырехколесную телегу весом примерно 60 кг и высотой до пояса. С одной стороны телега будет обшита солнечными панелями. Покуда луноход шныряет по лунным буеракам, солнечные батареи будут все время смотреть на солнце. Команда Astrobotic лелеет честолюбивые планы — в июле 2009 года ее члены собираются сесть на Луну неподалеку от места приземления корабля Apollo 11 (эта акция будет приурочена к 40-й годовщине прибытия на Луну Нила Армстронга), а потом, если выйдет, проделать 25-километровое путешествие до аппарата Surveyor 5, который NASA посадило на Луну еще в 1967 году.

Если же встать на позиции небогатой команды и выбрать минималистский подход, то получится, что луноход должен быть не больше мобильного телефона. Еще одна команда, где верховодит Гарольд Розен, первопроходец в создании геостационарных спутников, решила выбрать луноход типа «попрыгунчик». В обстановке с малой силой лунного притяжения этот аппарат, включая на несколько секунд свой маленький гидразиновый реактивный двигатель, может в несколько прыжков ускакать на требуемое расстояние от посадочного модуля. Итальянская команда предлагает использовать несколько маленьких роботов на механических ногах. «Годится любой вариант, — говорит Диамандис. — Наше дело — подтолкнуть всех к абсолютно новым подходам».

Посадочный модуль

Скорее всего, ваш космический корабль при подлете к Луне будет двигаться со скоростью где-то 8000 км/ч. При отсутствии атмосферы сбить скорость и мягко сесть не поможет никакой парашют. «Вся эта затея, — говорит Боб Ричардс из команды Odyssey Moon, — состязания не луноходов, а посадочных модулей. Победит та команда, которая правильно поведет себя на этом этапе».

При любом варианте посадочного модуля при спуске потребуются тормозные двигатели. Широкий выбор проверенных твердотопливных двигателей предлагает компания ATK Thiokol Propulsion. «При посадке нет никаких допусков на ошибку, — говорит Риденур. — Либо пан, либо пропал».

Советуем предпочесть автономный режим посадки, поскольку трехсекундные задержки в прохождении радиосигнала между Луной и Землей делают дистанционное управление проблематичным. Если вы не побрезгуете добавочным призом в $1 млн только за то, чтобы сфотографировать со стороны свой собственный посадочный модуль, вам нужно будет озаботиться хоть какой-нибудь навигационной системой. Команда Astrobotic собирается управлять своим аппаратом с помощью программного обеспечения, которое компания Raytheon в свое время разработала для управления крылатыми ракетами Tomahawk.

Найти в частном секторе хоть кого-нибудь, кто имеет опыт посадок на Луну, — дело проблематичное. К примеру, прежний X-Prize номиналом в $2 млн (его пообещали за выполнение на земле программы Lunar Lander Challenge) уже два года дожидается достойного претендента. Задачи, поставленные перед участниками, состояли в том, чтобы они без разбега подняли свой аппарат с маленькой площадки в пустыне Нью-Мексико, полетали чуть-чуть на высоте 50 м и приземлились на другую площадочку, отстоящую на расстояние ровно в 100 м. Пока что пригодный к состязаниям аппарат смогла построить только одна команда (это Armadillo Aerospace, которой руководит легендарный пионер компьютерных игр Джон Кармак), но и она еще не успела приступить к выполнению поставленной задачи.

Компания SpaceDev, которая участвовала в разработке гибридного реактивного двигателя для корабля SpaceShipOne, совсем недавно испытала свой прототип лунного посадочного модуля. Это был недолгий эксперимент, когда взлетевший аппарат управлялся по кабелю. Заказчиком была одна частная международная астрономическая группа, которая предполагает установить на Луне свой телескоп. Ее официальные представители заявили, что этот посадочный модуль вполне может нести на борту луноход для состязаний X-Prize и что по крайней мере одна из команд-участников уже проявила интерес к этому аппарату.

Ракета-носитель

А теперь рискнем погрузиться в те засекреченные глубины, где обитают основные «космические перевозчики». Как говорит космический консультант Чарльз Брэдли, к заявленным в их брошюрках обещаниям «умеренных цен» и прочих удовольствий следует относиться со здоровой долей подозрительности. В зависимости от вашего бюджета и массы спускаемого аппарата вместе с луноходом вы можете заказать коммерческую ракету-носитель хоть в больших аэрокосмических корпорациях, хоть в маленьких фирмах-однодневках, хоть у международных посредников.

Если вы считаете себя ушлым переговорщиком, а вдобавок вам сопутствует удача, можем порекомендовать несколько вариантов, которые не подорвут ваш бюджет. Таким решением было бы, скажем, напроситься в «попутчики» при плановом выводе на орбиту какого-нибудь геостационарного спутника. Оказавшись на высокой околоземной орбите, вы могли бы отстыковать свой аппарат от спутника и, запустив его собственный двигатель, отправиться в последний перегон к окололунной орбите. Или еще лучше — скажем, российское НПО им. Лавочкина в 2012 году планирует запустить собственную лунную миссию «Луна-Глоб». Если к тому времени лунный модуль этой миссии будет недогружен, можно будет попробовать договориться с российской компанией о доставке на Луну пары лишних центнеров.

Впрочем, не возлагайте особых надежд на возможность пристроиться к кому-нибудь попутчиком. На рынке коммерческих запусков не очень-то любят таких экспериментаторов. Вернемся к более дорогим вариантам. Известный магнат Элон Маск, владелец PayPal и основатель SpaceX, вложил более $100 млн в развитие системы транспортных ракет, обещающей самые низкие расценки. Так вот, Маск, а он является членом комитета в фонде X-Prize, пообещал всем командам-участникам 10%-ную скидку со своей стандартной цены в $8,5 млн. За эти деньги вас доставит к Луне его ракета-носитель Falcon 1, которая, правда, пока еще находится в стадии разработки.

Компания SpaceX уже объявлена на состязаниях «рекомендованным партнером для вывода аппарата в космос», хотя их базовая модель Falcon 1 не выходила даже на низкую околоземную орбиту, не говоря уж о полете на Луну. Два испытательных запуска закончились неудачей, третья попытка выхода на околоземную орбиту, которую очень долго откладывали, назначена теперь на это лето. В некоторых командах капитаны уже выражали сомнение, сможет ли Falcon 1 доставить по назначению их луноходы, спускаемые аппараты и тормозные ступени. Если вы строите большой аппарат, вам и за его доставку платить придется больше: у компании SpaceX есть и более мощная ракета, Falcon 9. Ее должны запустить в 2009 году, но стоимость ее полета, если без скидок, составит уже $47 млн. Сейчас на рынке имеется всего одна проверенная ракета, способная доставить вас на Луну, — это Athena II компании Lockheed Martin. В 1998 году с ее помощью вывели на окололунную орбиту аппарат NASA Lunar Prospector. Компания-изготовитель утверждает, что ее ракета может доставить на Луну примерно 360 кг груза. Последний раз эту ракету использовали девять лет назад. Сама компания не распространяется о планах строительства новых экземпляров, но можно прикинуть, что их цена составит $25 млн.

Неплохой вариант — межконтинентальные баллистические ракеты, снятые с боевого дежурства. Так, ракета Minotaur V компании Orbital Sciences — это, по сути, несколько перестроенная МБР Peacekeeper из ставших ненужными стратегических запасов. Этот аппарат (правда, разрешения на его коммерческое использование еще не получены) мог бы вынести почти полтонны груза за пределы земной орбиты. Стоимость такой услуги могла бы составить $30 млн.

Если вы всерьез решили перековать мечи на орала, присмотритесь к ракете-носителю «Днепр», переоборудованной из МБР РС-20 (SS-18 Satan) и предлагаемой на рынке компанией «Космотрас». «Днепр» может доставить на Луну груз в 720 кг всего за $15−20 млн.

Итак, если трезво глядеть на вещи, станет ясно, что вряд ли до 2012 года хоть кто-нибудь осмелится претендовать на X-Prize. Но не падайте духом — такие, как Линдберг или Рутан, не боятся вступать в игру при малых шансах на победу. Если у вас найдется знакомый миллионер, последуйте нашим рекомендациям — и, вполне возможно, окажетесь в числе победителей новой лунной гонки.

Статья «» опубликована в журнале «Популярная механика» (№7, Июль 2008).